模具钢板以及模具钢板的生产方法技术

本发明专利技术揭示了一种模具钢板以及模具钢板的生产方法。钢板厚度t为100～210mm，化学成分为：C 0.36～0.43％；Si 0.26～0.36％；Mn 1.55～2.1％；Cr1.55～2.1％；Mo 0.14～0.22％；P≤0.016％；S≤0.007％；Mn/Cr为1

【技术实现步骤摘要】
模具钢板以及模具钢板的生产方法


[0001]本专利技术属于材料制备
，涉及一种模具钢板，以及一种模具钢板的生产方法。

技术介绍

[0002]随着塑料制品在工业及日常生活中的应用越来越广泛，塑料模具工业对模具的需求也越来越大。模具是工业产品批量生产的基础工艺装备，机械制造工业零件粗加工、精加工均需要模具来完成。模具钢是重要的模具材料，其综合力学性能是影响模具质量、性能和使用寿命的关键因素。故此，现有模具钢的生产中，普遍通过添加大量Ni、Mo、V等昂贵合金元素，或者通过增加正火、回火、电渣重熔、淬火等工序，以达到提升钢板的综合性能的效果。如此，则导致材料成本、工艺成本剧烈增加，进而使得钢板的生产成本巨大，生产效率低下。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种模具钢板以及模具钢板的生产方法，其通过化学成分的设计，突破了现有的高含量合金元素、长流程生产模式的技术，以较低的成本、较高的生产效率，保证钢板具有优异的综合力学性能。
[0004]为实现上述专利技术目的，一实施方式提供了一种模具钢板，其厚度t为100mm≤t≤210mm，所述钢板的化学成分以质量百分比计为：
[0005]C 0.36～0.43％；Si 0.26～0.36％；
[0006]Mn 1.55～2.10％；Cr 1.55～2.10％；Mo 0.14～0.22％；Mn/Cr为1
±
0.05，(Mn+Cr)/Mo为20
±
1；
[0007]且对应于100mm≤t≤165mm，3.24％≤Mn+Cr+Mo≤3.44％；对应于165mm＜t≤210mm，3.44％＜Mn+Cr+Mo≤4.42％；
[0008]其余为Fe和不可避免的杂质，且P上限控制为0.016％；S上限控制为0.007％。
[0009]进一步地，模具钢板的化学成分不含Ni、Nb、V。
[0010]进一步地，模具钢板的屈服强度≥870MPa，抗拉强度≥1160MPa。
[0011]进一步地，模具钢板的V型夏比冲击功≥15J。
[0012]进一步地，模具钢板的洛氏硬度为38～42HRC。
[0013]为实现上述专利技术目的，一实施方式提供了一种模具钢板的生产方法，钢板的厚度t为100mm≤t≤210mm，所述生产方法包括以下步骤：
[0014](1)按照以下化学成分进行钢水冶炼，化学成分以质量百分比计为：C0.36～0.43％；Si 0.26～0.36％；Mn 1.55～2.10％；Cr 1.55～2.10％；Mo 0.14～0.22％；Mn/Cr为1
±
0.05，(Mn+Cr)/Mo为20
±
1；且对应于100mm≤t≤165mm，3.24％≤Mn+Cr+Mo≤3.44％；对应于165mm＜t≤210mm，3.44％＜Mn+Cr+Mo≤4.42％；其余为Fe和不可避免的杂质，且P可允许的上限控制为0.016％；S可允许的上限控制为0.007％；将冶炼的钢水连铸成坯，而后
连铸坯保持在200℃以上进行二切；
[0015](2)连铸坯装入加热炉中进行五段式加热，装炉时连铸坯的温度≥150℃，热回收段温度≤950℃，预热段温度为950～1050℃，一加热段温度为1100～1160℃，二加热段温度为1150～1200℃，均热段温度为1150～1180℃；
[0016](3)连铸坯出加热炉后进行除鳞，而后采用100～150m3/h的水量即时冷却2～4s，之后轧制成厚度t的钢板并将钢板空气冷却至室温，开轧温度≥T
nr
+20℃，终轧温度≥T
nr
，首道次轧制的压下率≥13％。
[0017]优选地，在步骤2中，预热段时长≥40min，一加热段、二加热段及均热段的总时长≥120min；并且，当装炉时的连铸坯温度≤300℃时，热回收段时长≥60min；当装炉时的连铸坯温度＞300℃时，热回收段时长≥40min且＜60min。
[0018]优选地，T
nr
＝887+464[C]‑
357[Si]，其中的[C]、[Si]为步骤1中所得连铸坯的化学成分中所含C、Si的质量百分数。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：化学成分的设计，使得钢板在较大的冷速范围内均可以发生贝氏体相变，保证得到全厚度的贝氏体组织，进而，突破了传统的高含量合金元素(例如，本专利技术不含Ni、Nb、V等昂贵合金元素)、长流程生产模式(例如，本专利技术无需正火、回火、电渣重熔、淬火等工序)，在更加宽松的工艺、更大的工艺窗口(例如本专利技术的P、S可允许的含量上限显著增高)下，保证钢板的组织和力学性能，降低生产难度和生产成本。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例1中钢板的截面的显微金相组织图；其中，图1a是钢板的截面1/4位置处，图1b是钢板的截面1/2位置处；
[0021]图2是本专利技术实施例2中钢板的截面的显微金相组织图；其中，图2a是钢板的截面1/4位置处，图2b是钢板的截面1/2位置处；
[0022]图3是本专利技术实施例3中钢板的截面的显微金相组织图；其中，图3a是钢板的截面1/4位置处，图3b是钢板的截面1/2位置处；
[0023]图4是本专利技术实施例4中钢板的截面的显微金相组织图；其中，图4a是钢板的截面1/4位置处，图4b是钢板的截面1/2位置处。
具体实施方式
[0024]下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的介绍，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
[0025]本专利技术一实施方式提供了一种钢板，该钢板厚度t为100mm～210mm，其为可以用于制备成塑料模具的大厚度钢板。
[0026]所述钢板的化学成分以质量百分比计为：C 0.36～0.43％；Si 0.26～0.36％；P≤0.016％；S≤0.007％；Mn 1.55～2.10％；Cr 1.55～2.10％；Mo 0.14～0.22％；Mn/Cr为1
±
0.05，(Mn+Cr)/Mo为20
±
1；其余为Fe和不可避免的杂质。
[0027]并且，所述钢板的化学成分中：对应于100mm≤t≤165mm，也即对于厚度100mm～165mm的钢板而言，3.24％≤Mn+Cr+Mo≤3.44％；对应于165mm＜t≤210mm，也即对于厚度大
于165mm且≤210mm的钢板而言，3.44％＜Mn+Cr+Mo≤4.42％。
[0028]其中，上述化学成分中的各个元素的作用进行说明如下：
[0029]C：重要的强化元素；
[0030]Si：能提高钢的强度，同时也是脱氧剂，但过高的硅会在连铸坯表面形成铁橄榄石，导致除鳞困难，影响钢板表面质量；
[0031]Mn、Cr、Mo：属于碳化物形成元素，强烈影响珠光体、贝氏体的转变，本实施方式中，结合钢板的厚度，对Mn、Cr、Mo的各本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模具钢板，其特征在于，其厚度t为100mm≤t≤210mm，所述钢板的化学成分以质量百分比计为：C 0.36～0.43％；Si 0.26～0.36％；Mn 1.55～2.10％；Cr 1.55～2.10％；Mo 0.14～0.22％；Mn/Cr为1
±
0.05，(Mn+Cr)/Mo为20
±
1；且对应于100mm≤t≤165mm，3.24％≤Mn+Cr+Mo≤3.44％；对应于165mm＜t≤210mm，3.44％＜Mn+Cr+Mo≤4.42％；其余为Fe和不可避免的杂质，且P上限控制为0.016％；S上限控制为0.007％。2.根据权利要求1所述的模具钢板，其特征在于，其化学成分不含Ni、Nb、V。3.根据权利要求1所述的模具钢板，其特征在于，其屈服强度≥870MPa，抗拉强度≥1160MPa。4.根据权利要求1所述的模具钢板，其特征在于，其V型夏比冲击功≥15J。5.根据权利要求1所述的模具钢板，其特征在于，其洛氏硬度为38～42HRC。6.根据权利要求1所述的模具钢板，其特征在于，所述钢板采用如下过程制备而成：(1)将冶炼的钢水连铸成坯，而后连铸坯保持在200℃以上进行二切；(2)连铸坯装入加热炉中进行五段式加热，装炉时连铸坯的温度≥150℃，热回收段温度≤950℃，预热段温度为950～1050℃，一加热段温度为1100～1160℃，二加热段温度为1150～1200℃，均热段温度为1150～1180℃；(3)连铸坯出加热炉后进行除鳞，而后采用100～150m3/h的水量即时冷却2～4s，之后轧制成钢板并将钢板空气冷却至室温，开轧温度≥T
nr
+20℃，终轧温度≥T
nr
，首道次轧制的压下率≥13％。7.根据权利要求6所述的模具钢板，其特征在于，在步骤2中，预热段时长≥40min，一加热段、二加热段及均热段的总时长≥120min；并且，当装炉时的连铸坯温度≤300℃时，热回收段时长≥60min；当装炉时的连铸坯温度＞300℃时，热回收段时长≥40m...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲锦波，镇凡，杨浩，陆春洁，
申请(专利权)人：张家港宏昌钢板有限公司江苏沙钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：